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Información / Septiembre 2009
representar los índices y mediante el modelo matemático
conocer los puntos críticos de las curvas
de análisis térmico que permitan ajustar los parámetros
adecuados para asegurar la obtención de
grafito compacto. La utilización de estos índices a-
segura una producción repetitiva.
La pérdida de características mecánicas debida a la
deterioración de la superficie de las piezas fue a-
bordada por Doru Stefanescuy S. Boonmee de la U-
niversidad de Ohio en su conferencia “Sobre el mecanismo
de la formación de la piel de solidificación
en fundición de grafito compacto”. Este fenómeno
es debido a la interacción metal-molde y que ésta
puede ser física, por capilaridad, dando lugar a rugosidad
o penetración y química por reacción del
Mg con O, CO o H2O.
Como no se han detectado elementos deletéreos
como Te, Sb, As, etc., la degeneración del grafito
sólo puede tener lugar por pérdida de Mg o Ce que
se combinan con S u O. La investigación realizada
permite suponer la degradación en la capa superficial
es debida a que el Mg reacciona los aglomerantes
en moldeo químico o con el oxígeno presente
en la arena en verde.
Se propone un modelo de difusión para demostrar
que si la convección del metal líquido durante la
solidificación es elevada, no se produce degradación.
Por el contrario si hay poca convección, no
hay aporte de Mg del resto del metal para compensar
el que ha reaccionado con S y O y hay degradación
de grafito.
Otro de los alumnos de Loper, Yung. Ning. Pan,
junto con C. C. Fan, H. Y. Chang y C.H. Cheng, todos
de la Universidad de Taiwán abordó las “Propiedades
de fatiga térmica a alta temperatura de
piezas delgadas de fundición de grafito esferoidal”
con el propósito hacer viables piezas de 2-3 mm
capaces de resistir ciclos térmicos hasta 800ºC. Se
utilizaron fundiciones de CE~ 4,5 y CE ~ 4,8 pero
con carbonos relativamente bajos, 3 %.
En las fundiciones ligeramente hipereutécticas, a
más Si mayor es el número de nódulos y la esfericidad
y se obtiene más ferrita para un Si del 4,7%.
Aunque el tipo de molde, químico o físico, influye
poco, la mayor cantidad de ferrita se consigue con
moldes químicos y temperaturas de colada elevadas.
Mayor cantidad de ferrita significa mejor comportamiento
a la fatiga térmica. La adición del 0,5%
de Mo mejora notablemente la resistencia a la fatiga
térmica.
Se pudo comprobar que si la matriz contiene mayor
porcentaje de perlita, durante los ciclos térmicos se
llega a formar martensita que pasa a martensita revenida
y llega a precipitar grafito secundario. Las
tensiones térmicas generan grietas que crecen en
las proximidades del grafito secundario dando lugar
a la rotura por fatiga.
En los automóviles, especialmente en los de cilindradas
grandes, habituales en Estados Unidos, se
han detectado algunos problemas de ruido y vibraciones
que han sido atribuidos a la variación de espesor
de los discos de freno a causa de la expansión
durante los ciclos térmicos. Por este motivo,
Greg Miskinis y B. Powell de ThyssenKrupp nos o-
frecieron “Una nueva mirada al microdesgaste del
hierro fundido” partiendo de los resultados de los
ensayos de conjuntos de disco y caliper.
Las variaciones dimensionales pueden ser debidas
a tensiones residuales, pero un recocido contra a-
critud no soluciona el problema. La adición de Cr,
Cu o Mo, aumenta la temperatura de relajación de
tensiones pero encarece el producto. Ni siquiera
mediante un tratamiento térmico, con la consiguiente
mejora de las propiedades mecánicas, se
traduce en un desgaste menor y más regular.
Se observó que las diferencias de espesor tenían lugar
en aquellos lugares en donde la cantidad y tamaño
del grafito era diferente al resto y coincidía
con la situación de los ataques y las mazarotas, por
lo que se simuló el desgaste en función de la posición
del sistema de llenado y alimentación. La aplicación
del nuevo sistema de llenado ha significado
una notable reducción de las variaciones de espesor.
El control de la estructura de la matriz y la distribución
y tipos de carburos son esenciales para piezas
resistentes a la abrasión. Para ello, Keisaku Ogi,
H. Miyahara y S.V. Bravo de la Universidad de Kyusu
y K. Yamamoto del Kurume National College of
Technology abordaron el Diseño de aleaciones de
hierro fundido para resistir a la abrasión a temperatura
elevada. Para estas aplicaciones, el hierro
fundido ha de estar altamente aleado.
Se ensayaron dos series de fundiciones, una conteniendo
35-40%Cr, 9% Ni, 0-5% Mo, 6-7% Nb y 2,3-
4,6%C y la otra 34%Cr, 9,5%Ni, 5,5% Mo, 2,5-7% Al y
1,4-2,1%C, para estudiar el efecto de los elementos
de aleación en la microestructura a elevadas temperaturas
y la resistencia a la abrasión. En la segunda
serie se comprobó el efecto del Al en la resistencia
a la oxidación.
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